CN106601225A - 一种主动降噪耳机降低底噪的方法和装置 - Google Patents

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    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
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Abstract

本发明公开了一种主动降噪耳机降低底噪的方法和装置，包括:降噪麦克风(1)采集环境噪声，连接增益放大器(3)，其构成底噪控制反馈电路，采集喇叭输入声音信号，分析出信号中的平稳噪声信号，通过这个信号的大小，调节主动降噪的麦克风增益值，以得到主动降噪和底噪最优的效果，给用户带来了最好的降噪体验。

Description

一种主动降噪耳机降低底噪的方法和装置
技术领域
本发明涉及耳机降噪领域，具体是一种主动降噪耳机降低底噪的方法和装置。
背景技术
耳机的降噪方式分为两种：被动降噪和主动降噪。被动降噪就是物理隔音，通过材料阻挡、吸收声音的方式减弱噪音。这种降噪方式简单常见，易于实现。由于材料的特征，被动降噪只在高频噪声段有部分隔绝效果，但是日常生活中出现的低频噪声会比较多，如“嗡嗡”的空调噪声、汽车的引擎声、地铁飞机的噪声等。
随着声学技术的发展，主动降噪出现在人们的生活中。它是一种耳机主动拾取外界噪声，通过分析噪声的特性去主动消除噪声的技术，对低频噪声的抑制非常有效。其主要的原理是：
1、运用高灵敏度的麦克风作为传感器拾取外界的噪声；
2、实时运算采集到的噪声信号，产生与噪声相反的声波信号，这种信号与噪声信号具有180度的相位差。
3、将运算产生的声波信号输出到人耳，声音进入人耳时，噪声和反向声波互相抵消，达到了消除噪声的效果。
申请号为：201620647896.7的专利公开了一种降噪耳机，其中MEMS传感器检测到到噪音并将产生相应的噪音电信号，同时将该噪音电信号反馈给降噪模块，降噪模块根据该噪音电信号所包含的信息进行计算，并发出与噪音声波的相位刚好相反(相差一百八十度)的声音，降噪模块发出的声音与噪音相互叠加时振幅为零，使耳道内的噪音被完全抵消。但由于其降噪模块发出的噪音声波增益和相位容易造成偏差，导致耳机在噪声环境下会大幅度降低噪声的同时，耳机自身会产生一定的底噪，这种底噪是稳态的，可能会对一部分人产生困扰。而这种稳态的噪声在实验室环境或者制造过程中是无法控制的。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种新型的主动降噪耳机降低底噪的方法和装置，本发明增加了底噪控制反馈电路，采集喇叭输入声音信号，分析出信号中的平稳噪声信号，通过这个信号的大小，调节主动降噪的麦克风增益值，以得到主动降噪和底噪最优的效果。带给用户最好的降噪体验。
为了实现上述目的，本主动降噪耳机降低底噪的方法，包括以下步骤：
S1:降噪麦克风采集环境噪声，连接增益放大器；
S2：增益放大器连接反向放大电路，反向放大电路将采集到环境噪声信号相位偏移180度，然后通过喇叭输出；
S3：喇叭的输入端接ADC芯片，ADC芯片采集喇叭的输入信号，然后将其输出到DSP芯片。DSP芯片对输入的音频信号进行处理，分析出稳态的噪声信号，用这个噪声信号的大小调节增益放大器的增益，使用增益放大器调节麦克风增益，使采集到的环境噪声信号尽量与外界的噪声信号增益一致。
一种主动降噪耳机降低底噪的装置，其特征在于，包括：3.5mm音频接口，主动降噪芯片，所述主动降噪芯片输入端连接左拾取麦克风和右拾取麦克风，所述主动降噪芯片输出端连接左声道喇叭和右声道喇叭，所述左声道喇叭和右声道喇叭连接CODEC芯片，所述CODEC芯片通过I2C总线连接处理器，且所述处理器通过I2C总线连接模拟主动降噪芯片。
进一步，所述模拟主动降噪芯片具体为AMS AS3415。
进一步，所述CODEC芯片具体为ADI ADAU1772。
进一步，所述处理器具体为STM32F411。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明增加了底噪控制反馈电路，采集喇叭输入声音信号，分析出信号中的平稳噪声信号，通过这个信号的大小，调节主动降噪的麦克风增益值，以得到主动降噪和底噪最优的效果。带给用户最好的降噪体验。
附图说明
图1是本发明主动降噪耳机降低底噪的方法的模块图；
图2是本发明主动降噪耳机降低底噪的装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
如图1所示，本主动降噪耳机降低底噪的方法，包括以下步骤：
S1:降噪麦克风1采集环境噪声，连接增益放大器3；
S2：增益放大器3连接反向放大电路4，反向放大电路4将采集到环境噪声信号相位偏移180度，然后通过喇叭2输出；
S3：喇叭2的输入端接ADC芯片，ADC芯片采集喇叭的输入信号，然后将其输出到DSP芯片。DSP芯片对输入的音频信号进行处理，分析出稳态的噪声信号，用这个噪声信号的大小调节增益放大器3的增益，使用增益放大器调节麦克风增益，使采集到的环境噪声信号尽量与外界的噪声信号增益一致。
如图2所示，一种主动降噪耳机降低底噪的装置，其特征在于，包括：3.5mm音频接口5，主动降噪芯片6，所述主动降噪芯片输入端连接左拾取麦克风7和右拾取麦克风8，所述主动降噪芯片输出端连接左声道喇叭9和右声道喇叭10，所述左声道喇叭9和右声道喇叭10连接CODEC芯片12，所述CODEC芯片12通过I2C总线连接处理器11，且所述处理器11通过I2C总线连接模拟主动降噪芯片6。
进一步，所述模拟主动降噪芯片具体为AMS AS3415,这是一个AMS公司出品的模拟主动降噪芯片，自带有麦克风增益放大器和反向放大电路。AMS3415可以将左拾取麦克风和右拾取麦克风拾取的环境噪声进行放大，并做反向处理，输出给左声道喇叭和右声道喇叭。
进一步，所述CODEC芯片具体为ADI ADAU1772，这是ADI公司的高精度、低延时CODEC，并内置DSP。ADI ADAU1772采集左声道喇叭和右声道喇叭的电信号，分析出平稳的噪声信号，并将噪声信号的幅度值传递给处理器。
进一步，所述处理器具体为STM32F411，STM32F411根据ADAU1772传递过来的噪声信号值，通过I2C总线控制AMS AS3415内部的降噪麦克风增益放大器的增益，以调节出最小的噪声信号值，以降低耳机在主动降噪时的底噪。
其中该实施案例也可以将AMS AS3415更改成其他模拟或者数字的主动降噪方案，ADIADAU1772和STM32F411也可以更改成其他ADC和处理器方案。

Claims (5)

1.一种主动降噪耳机降低底噪的方法，包括以下步骤：
S1:降噪麦克风(1)采集环境噪声，连接增益放大器(3)；
S2：增益放大器(3)连接反向放大电路(4)，反向放大电路(4)将采集到环境噪声信号相位偏移180度，然后通过喇叭(2)输出；
S3：喇叭(2)的输入端接ADC芯片，ADC芯片采集喇叭的输入信号，然后将其输出到DSP芯片。DSP芯片对输入的音频信号进行处理，分析出稳态的噪声信号，用这个噪声信号的大小调节增益放大器(3)的增益，使用增益放大器(3)调节麦克风增益，使采集到的环境噪声信号尽量与外界的噪声信号增益一致。
2.一种主动降噪耳机降低底噪的装置，其特征在于，包括：3.5mm音频接口(5)，主动降噪芯片(6)，所述主动降噪芯片(6)输入端连接左拾取麦克风(7)和右拾取麦克风(8)，所述主动降噪芯片(6)输出端连接左声道喇叭(9)和右声道喇叭(10)，所述左声道喇叭(9)和右声道喇叭(10)连接CODEC芯片(12)，所述CODEC芯片(12)通过I2C总线连接处理器(11)，且所述处理器(11)通过I2C总线连接模拟主动降噪芯片(6)。
3.根据权利要求2所述的一种主动降噪耳机降低底噪的装置，其特征在于，所述模拟主动降噪芯片(6)具体为AMS AS3415。
4.根据权利要求1所述的一种主动降噪耳机降低底噪的装置，其特征在于，所述CODEC芯片(12)具体为ADI ADAU1772。
5.根据权利要求1所述的一种主动降噪耳机降低底噪的装置，其特征在于，所述处理器(11)具体为STM32F411。
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